不同镉耐性水稻非蛋白巯基及镉的亚细胞和分子分布

采用镉（Cd）耐性不同的水稻品种N07-6和N07-63,通过室内水培试验,比较了50 μmol·L-1Cd胁迫下水稻的非蛋白巯基（NPT）、Cd的亚细胞和分子分布的差异。结果表明,Cd处理后,两品种水稻植株Cd含量存在明显差异,N07-63根部向地上部转移的Cd显著少于N07-6。Cd胁迫诱导了两个品种NPT含量的增加,N07-63的增幅显著高于N07-6。Cd绝大部分分布在水稻的细胞壁和细胞可溶部分。N07-63茎叶和根部细胞壁结合的Cd占总Cd的比例高于N07-6,而细胞可溶部分Cd的比例低于N07-6。从Cd的分子分布来看,水稻茎叶细胞可溶部分的Cd一部分与大分子量蛋白质结合,其余大部分与植物螯合肽（PCs）结合,而根细胞可溶部分的Cd绝大部分与PCs络合,N07-63的Cd-PCs结合程度高于N07-6。由此说明,与N07-6相比,N07-63细胞壁对Cd的束缚和细胞可溶部分Cd-PCs的络合程度更高,Cd的毒害效应更小,向地上部转运的Cd更少。     

外源乙烯对镉处理下玉米幼苗生理代谢的影响

为探讨外源乙烯缓解玉米（Zea mays）幼苗镉（Cd）毒害的生理机制,通过水培试验研究了Cd处理下,外源乙烯对玉米幼苗相关生理指标与Cd的亚细胞分布的影响,以不做任何处理为空白对照,以Cd处理和（NH₄）₂SO₄处理为试验对照。结果显示,相对Cd处理,乙烯和（NH₄）₂SO₄处理可显著降低Cd胁迫下玉米幼苗H₂O₂和丙二醛（MDA）含量,使净光合速率分别提升1.23倍和1.22倍;显著降低抗氧化物酶[超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）]活性,抗氧化物质[抗坏血酸（AsA）、谷胱甘肽（GSH）]含量则显著上升。另外,相对于Cd处理,乙烯+Cd处理可使玉米幼苗ATP硫酸化酶活性、谷胱甘肽还原酶（GR）活性、半胱氨酸和还原型谷胱甘肽（GSH）含量分别上升54.43%、27.93%、50.77%和49.85%,而对非蛋白硫醇（NPT）和植物螯合素（PCs）含量无显著性影响。在乙烯+Cd处理的基础上添加GSH合成抑制剂BSO（buthionine sulfoximine）可导致玉米叶片GSH含量显著降低,H₂O₂含量上升,光合速率下降。外源乙烯可显著降低Cd胁迫下玉米叶片Cd含量,而显著提升根部细胞壁和液泡中Cd含量。因此,外源乙烯一方面通过提升玉米叶片GSH和AsA含量,增强叶片非酶促抗氧化能力,而非通过抗氧化酶促反应和NPT、PCs的螯合作用;另一方面则通过根细胞壁的固定作用和液泡区室化作用,减少Cd向玉米叶片中的转移,从而缓解Cd毒害。研究结果可为乙烯作为潜在的作物重金属拮抗剂提供理论依据。     

MGDA与DA-6强化黑麦草对Cd污染土壤的修复作用

采用盆栽土培法,研究新型清洗剂甲基甘氨酸二乙酸(MGDA)和植物生长调节剂胺鲜脂(DA-6)对Cd污染土壤植物修复的强化性能及其对植物体内Cd的解毒作用。结果表明:MGDA单独使用可促进黑麦草对Cd的富集,提高黑麦草抗氧化酶活性,但与对照相比,丙二醛(MDA)含量增加,且Cd在细胞壁中的比例(F1)下降,在细胞可溶组分(F2)和细胞器(F3)中的比例增加,因此,黑麦草生物量和叶绿素含量显著下降(P0.05)。DA-6单独作用不仅促进黑麦草对Cd的富集,而且提高了黑麦草抗氧化酶活性,降低了MDA含量,Cd在F1中比例增加,在F2和F3中的比例下降,显著提高了黑麦草生物量和叶绿素含量(P0.05)。DA-6与MGDA联用结果表明:DA-6可在一定程度上缓解Cd/MGDA对黑麦草的毒害,两者联用进一步强化黑麦草对Cd的富集(P0.05),其中,Cd外源添加浓度为25,50,100mg/kg,1μmol/LDA-6+5mmol/kgMGDA使黑麦草45d地上部分Cd浓度分别达到91.0,165.7,226.4mg/kg,Cd提取效率分别为2.2%,1.7%,0.8%,可在土壤Cd污染的植物修复中作为强化措施。     

膨润土对轻度镉污染土壤钝化修复效应研究

通过盆栽和大田小区试验,研究了膨润土对Cd污染土壤修复效应。结果表明,盆栽和大田条件下施用膨润土后土壤Cd交换态含量分别较对照降低了41.3%~86.1%和7.9%~24.6%,铁锰氧化物结合态(OX)和残渣态(RES)Cd含量则有所上升。水稻各部分Cd含量总体上随膨润土投加量的增加而降低,与对照相比,盆栽条件下根、茎、叶、糙米中Cd含量最大降幅分别达到46.0%、49.8%、54.2%和71.8%,大田小区条件下水稻各部分Cd含量最大降幅分别达到35.3%、48.8%、36.0%和40.9%。投加不同浓度膨润土后,水稻幼苗叶片SOD酶活性和可溶性蛋白含量在一定程度上有所促进,而POD酶活性和MDA含量则表现为明显的抑制效应(P0.05)。在盆栽和大田实验中,施用膨润土显著提高土壤过氧化氢酶活性(P0.05),与之相反,在盆栽实验中,土壤Cd蔗糖酶活性较对照处理显著降低(P0.05),降幅达44.3%~52.3%,而大田条件下各处理间差异不显著(P0.05);脲酶活性随膨润土施加量的增加呈现出先降低后增加的趋势。     

硅处理对镉锌胁迫下水稻产量及植株生理特性的影响

以郑稻18为材料,通过盆栽试验研究了镉(Cd)、锌(Zn)污染胁迫和硅(Si)处理对水稻产量、不同生育时期植株生理特性的影响,从而揭示硅缓解Cd、Zn胁迫的生理机制。结果表明,水稻植株受到Cd、Zn毒害时,不同生育期植株生物量、产量、叶片叶绿素含量及可溶性蛋白质含量均显著下降,而叶片质膜透性、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖含量和过氧化物(POD)活性显著增加。施硅处理显著提高水稻植株对重金属的抗性,主要反映在植株生物量显著增加,叶片叶绿素含量及可溶性蛋白质含量显著上升,而叶片质膜透性、MDA含量、POD活性和可溶性糖含量显著降低,产量显著增加,说明硅缓解植株体内重金属毒害的代谢机制与其对抗氧化酶系统的调控作用及作物抗性的提高有关。     

油菜素内酯对龙葵幼苗Cd毒害耐受性的影响

以重金属超富集植物龙葵为试验材料,分析了油菜素内酯(BR)对幼苗镉(Cd)毒害耐受性影响的生理机制。Cd毒害导致龙葵幼苗出现氧化伤害,同时降低了幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性。表油菜素内酯(eBL,人工合成的BR)处理增加了龙葵幼苗对Cd毒害的敏感性,与eBL处理的结果相反,施用油菜素唑(Brz,BR合成的特异性抑制剂)增加了Cd毒害下龙葵幼苗的抗氧化酶活性,降低了ROS的累积,减少了幼苗的氧化伤害。Brz处理后幼苗株高和根长较Cd处理的对照分别增加29%和28%,MDA水平和Evans blue染色程度较Cd处理的对照分别降低37%和20%,进一步证明BR增加了Cd毒害下龙葵幼苗的氧化伤害,从而加重了Cd胁迫对幼苗生长的抑制作用。表明BR通过降低龙葵幼苗的抗氧化能力,增加了幼苗对Cd毒害的敏感性。     

镉安全水稻材料根系细胞壁果胶对镉的响应特征

【目的】研究镉(Cd)处理下水稻根系细胞壁果胶对Cd胁迫的响应,进一步深化Cd安全水稻材料根系细胞壁Cd的固持机制。【方法】以Cd安全水稻材料D62B为研究对象,普通材料Luhui17为对照进行水培试验。设4个Cd质量浓度处理：0 mg/L (CK)、0.5 mg/L (Cd0.5)、1.0 mg/L (Cd1)、2.0 mg/L (Cd2)。在水稻分蘖期采集根系样品,分析细胞壁多糖中果胶、半纤维1、半纤维2以及残渣部分的Cd含量,测定果胶糖醛酸含量、果胶酯化度、果胶甲酯酶(PME)活性、根系过氧化氢(H₂O₂)含量以及细胞壁过氧化物酶(POD)活性,进而分析根系细胞壁果胶对Cd的响应特征。【结果】1) Cd胁迫下,D62B和Luhui17根系细胞壁果胶合成增加,根系细胞壁低酯化和高酯化果胶糖醛酸含量均表现为D62B高于Luhui17。Cd处理下D62B根系细胞壁低酯化和高酯化果胶糖醛酸含量较对照分别增加了13.21%～71.82%和22.10%～64.27%,Luhui17分别增加了24.14%～137.86%和13.12%～41.26%。...     

巯基坡缕石对镉砷复合污染土壤钝化修复及微生物群落的影响

为探究巯基坡缕石对镉(Cd)–砷(As)复合污染土壤的修复效果及其对土壤生态功能的影响,以Cd-As复合污染水稻土为研究对象,探究了1%、2%巯基坡缕石添加对土壤理化性质、Cd和As有效态的影响,并采用高通量测序技术分析了不同处理对土壤微生物群落结构的影响。结果表明:巯基坡缕石添加显著降低了土壤pH,其中2%处理下pH降低更明显。与对照相比,1%和2%巯基坡缕石处理下,土壤有机质含量分别增加了30.2%、60.9%,Cd的有效态含量与毒性特性浸出量分别降低了97.7%～98.3%、77.1%～92.7%,而As的有效性未发生显著变化。巯基坡缕石添加对土壤微生物多样性及丰度无显著影响,但属水平下Pseudanabaena＿NgrPSln22和Pseudomonas的相对丰度显著降低了85.4%～98.1%、75.3%～78.9%。巯基坡缕石处理下土壤微生物群落结构显著改变,其中pH和Cd的有效性是显著影响因素。总之,巯基坡缕石不仅能显著降低Cd有效性,提高土壤有机质含量,还会影响细菌群落结构,增加土壤抗病菌丰度和减少固氮菌丰度。     

24-表油菜素内酯对镉胁迫下大豆苗期生理特性的影响

为探讨外源EBR缓解大豆幼苗Cd毒害的机理,以大豆品种黑农48为试材,采用营养液水培法,以不同浓度(0.01、0.05、0.1、0.2、0.5mg·L-1)的24-表油菜素内酯(24-epibrassinolide,EBR)处理10mg·L-1Cd胁迫下的大豆幼苗,研究外源EBR对Cd胁迫下大豆幼苗株高及根系生长,过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)3种抗氧化酶活性,丙二醛(MDA)含量和叶绿素含量的影响。结果表明,Cd胁迫下,喷施0.01~0.1mg·L-1EBR对大豆各项生长指标的影响较单独Cd胁迫差异不显著;在0.2~0.5mg·L-1EBR范围内喷施0.5mg·L-1EBR明显提高大豆的株高、根长、地下鲜重、地下干重,较单独Cd胁迫分别提高了17.9%、9.5%、33.3%、38.1%。低浓度EBR(0.01mg·L-1和0.05mg·L-1)对3种抗氧化酶活性、叶绿素含量的提高作用及MDA含量的降低作用不显著;在0.1~0.5mg·L-1范围内喷施0.5mg·L-1EBR,Cd胁迫处理2d和8d后POD、CAT、APX活性及叶绿素含量较单独Cd处理升高42.6%和48.1%,20.2%和67.7%,97.3%和64.8%,29.7%和15.6%,MDA含量较单独Cd处理降低19.7%和27.8%。因此,0.1~0.5mg·L-1EBR是较适宜的喷施浓度,0.5mg·L-1EBR是最佳的喷施浓度。适宜浓度的外源EBR能促进Cd胁迫下大豆的生长,提高其抗氧化酶活性,减轻膜脂过氧化的程度和光合系统的损伤,有利于增强植株耐Cd胁迫能力。本研究为阐明EBR缓解Cd胁迫对大豆幼苗伤害的作用机理提供理论依据。     

施硅对镉胁迫下生育前期水稻生长及其植株体内抗氧化酶活性的影响

【目的】探究在北方水稻土中施硅对镉胁迫下水稻生长、光合特性以及抗氧化系统的影响，为进一步应用硅缓解水稻镉毒害提供理论依据。【方法】通过盆栽试验方法，研究在不同浓度镉添加水平(0、1、3、5 mg kg^-1)下，施加不同浓度的硅(0、100、300、500 mg kg^-1)对生育前期(至分蘖期)水稻生长、叶片光合特性和抗氧化系统的影响。【结果】不同浓度镉胁迫均显著降低了水稻株高、根长和生物量(地上部和根部鲜重)，增加了水稻茎叶中镉含量，降低了水稻叶片叶绿素含量、净光合速率、胞间CO2和蒸腾速率。施镉量为3和5 mg kg^-1时，水稻叶片气孔导度显著下降。镉胁迫下，施硅增加了水稻叶片叶绿素含量，降低了水稻茎叶中镉含量，改善了水稻叶片光合特性；水稻的株高、根长和生物量也随着硅的施入而得到提高。对于抗氧化系统来说，与空白对照(Si0Cd0)相比，施镉量为3和5 mg kg^-1时，水稻叶片超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性显著降低、降幅达16.9%、26.3%和9.3%、15.7%，而过氧化物酶活性显著提高、提高...     

水稻镉安全材料分蘖期根部镉积累分布特征

【目的】镉 (Cd) 低积累作物的培育和应用是减少土壤中Cd通过食物链危害人体健康的重要途径。通过研究Cd处理下水稻分蘖期根部Cd的积累分布特征,揭示水稻Cd安全材料根部Cd的固持机理,为水稻Cd安全品种的培育提供理论依据。【方法】以水稻Cd安全材料D62B为供试材料,普通材料Luhui17为对照,进行水培试验。水稻秧苗于三叶一心时移栽至盆中 (40 cm × 60 cm × 15 cm),以CdCl₂·2.5H₂O加入营养液,设0 (CK)、0.5 (Cd0.5)、1.0 (Cd1)、2.0 (Cd2) mg/L 4个Cd浓度处理,30天后收获,分为根和地上部测定其Cd全量。采用化学试剂逐步提取法和差速离心法分别测定根部Cd化学形态和亚细胞分布特征,并进一步结合细胞壁多糖,研究其对Cd的响应特征。【结果】1) Cd处理下D62B各部位Cd含量显著低于Luhui17,转移系数较小,其根部Cd向地上部转移较少。2) 随Cd处理浓度升高D62B根部水提取态Cd分配比例降低,盐酸提取态Cd、残渣态Cd分配比例升高,Cd移动性减弱。D62B根部Cd以氯化钠提取态为主 (48.9%～52.1%),高浓度Cd处理 (2.0 mg/L) 下其分配比例是Luhui17的1.11倍,水提取态是Luhui17的82.3%,其根中Cd的移动性弱于普通材料。3) D62B根部Cd主要分布于可溶部分和细胞壁,其中细胞壁Cd分配比例为38.6%～41.8%,高于Luhui17。随Cd处理浓度升高,D62B根细胞壁Cd分配比例降幅小于Luhui17,其细胞壁对Cd的固持作用有限但强于普通材料。4) D62B根细胞壁半纤维素1的Cd含量是果胶的7.74～8.40倍,Cd主要与细胞壁中半纤维素1结合。半纤维素1 Cd含量随Cd处理浓度升高而显著增加,2.0 mg/L Cd处理下D62B和Luhui17半纤维素1单位总糖Cd结合量较1.0 mg/L Cd处理分别增加32.6%、11.2%,D62B根细胞壁半纤维素1的Cd结合能力强于Luhui17。【结论】水稻Cd安全材料D62B各部位Cd含量低于Luhui17,其转移系数较小。D62B根中Cd主要为氯化钠提取态,随Cd处理浓度升高,根部Cd向移动性较弱的化学形态转化。D62B根细胞壁中Cd主要与半纤维素1结合,由于其Cd结合能力较强,D62B根细胞壁对Cd的固持作用强于普通材料。因此,D62B对Cd的转移能力弱于普通材料,是其籽粒Cd安全的重要原因。     

水稻突变体对镉的吸收及其亚细胞分布和化学形态特点

Wild-type （Zhonghua 11） and mutant rice （Oryza sativa L.） plants were used to investigate the effect of cadmium （Cd） application on biomass production, to characterize the influx of Cd from roots to shoots, and to determine the form, content, and subcellular distribution of Cd in the roots, leaf sheaths, and leaves of the rice plants. Seedlings were cultivated in a nutrient solution and were treated with 0.5 mmol L^-1 of Cd^2＋ for 14 d. The sensitivity of rice plants to Cd toxicity was tested by studying the changes in biomass production and by observing the onset of toxicity symptoms in the plants. Both the wild-type and mutant rice plants developed symptoms of Cd stress. In addition, Cd application significantly （P ≤ 0.01） decreased dry matter production of roots, leaf sheaths, and leaves of both types, especially the mutant. The Cd content in roots of the mutant was significantly （P ≤0.05） higher than that of the wild-type rice. However, there was no significant difference in the Cd content of roots, leaf sheaths, and leaves between the wild-type and mutant rice. Most of the Cd was bound to the cell wall of the roots, leaf sheaths, and leaves, and the mutant had greater Cd content in cell organelles than the wild type. The uneven subcellular distribution could be responsible for the Cd sensitivity of the mutant rice. Furthermore, different chemical forms of Cd were found to occur in the roots, leaf sheaths, and leaves of both types of rice plants. Ethanol-, water-, and NaCl-extractable Cd had greater toxicity than the other forms of Cd and induced stunted growth and chlorosis in the plants. The high Cd content of the toxic forms of Cd in the cell organelles could seriously damage the cells and the metabolic processes in mutant rice plants.     

Role of Salicylic Acid in Alleviating Cadmium Toxicity in Rice Roots

In order to understand how salicylic acid (SA) is involved in modulating rice responses to cadmium (Cd) toxicity, particularly in Cd immobilization, a series of hydroponic experiments were conducted to examine changes in cell wall composition, activities of the enzymes related to lignin synthesis including phenylalanine ammonia-lyase (PAL), peroxidase (POD), and polyphenol oxidase (PPO), subcellular Cd distribution, levels of hydrogen peroxide (H₂O₂), malondialdehyde (MDA), and lignin and non-protein thiols (NPT) in rice roots under Cd stress with or without the pretreatment of SA. Results showed that Cd treatment decreased root biomass by 40% compared with the control (no Cd treatment) and pretreatment with SA significantly mitigated the Cd-induced inhibition of root growth. There was no significant difference in root cell wall composition or lignification between the treatment with Cd alone and the treatment with Cd with SA. No effects were observed for SA pretreatment on the activities of PAL, POD, or PPO under Cd stress. Furthermore, soluble Cd concentrations in root cells were significantly higher in the treatment with Cd with SA than in the treatment with Cd alone. However, H₂O₂ and MDA concentrations in rice roots were significantly lower but NPT levels were higher in the treatment with Cd with SA than in the treatment with Cd alone, which indicated that SA alleviated Cd-induced oxidative damage. It seems to suggest that SA-mediated enhancement of Cd tolerance was not due to enhanced Cd retention in the cell wall but to enhanced Cd bindings with thiols (─SH) group. The effects of SA-enhanced Cd tolerance were discussed with regard to H₂O₂ signaling pathways.     

不同磷水平下玉米和小麦植株亚细胞中镉的积累

Corn and wheat plants were grown in a nutrient culture solution at four levels of phosphorus (0,0.12,0.60 and 3.0mmol L^-1) and two levels of cadmium(0 and 4.0umol L^-1) in greenhouse for a 18-day period.The concentrations of phosphorus and cadmium in cell wall,cytoplasm and vacuoles of roots and leaves were examined by cell fractionation techniques.With increasing phosphorus in medium,the contents of P in cell wall,cytoplasm and vacuoles of corn and wheat roots and leaves increased.The highest content of P was observed in cell wall,next in vacuoles,and the lowest in cytoplasm.The wheat subcellular fractions in both roots and leaves hab higher concentrations of phosphorus than those of corn.Increasing phosphorus in medium significantly inhibited the intracellular Cd accumulation in both species,However,at P concentration up to 3.0mmol L^-1,the Cd content in cell wall was increased.Increasing phosphorus resulted in reduction of the subcellular Cd content in cell wall was increased.Increasing phosphorus resulted in reduction of the subcellualr Cd content in corn and wheat leaves.Compared with corn,the wheat roots had a higher Cd content in the cell wall and vacuoles and a lower in cytoplasm,while in leaf subcellular fractions the wheat cell had a higher Cd content in its vacuoles and a lower one in its cytoplasm,The results indicate that phosphorus may be involved in sequestration of Cd ionic activity in both cell wall and vaculoes by forming insoluble Cd phosphate.     

硒对镉胁迫下寒地水稻镉含量与分配的影响

【目的】研究施硒对不同镉污染土壤上镉在水稻各器官中的分配及稻米中镉含量的影响,探讨通过施硒降低水稻镉吸收量及在稻米中分配的可行性。【方法】采用盆栽试验,以垦鉴稻6号为材料,研究添加不同浓度镉(0、2、4和8 mg/kg土壤)的条件下,施硒(0、0.07和0.14 mg/kg土壤)对水稻不同器官镉含量和镉分配的影响。成熟期整盆收获,分别测定叶片、叶鞘、茎秆、根系和糙米、精米镉含量、硒含量和干物重,计算镉积累量和分配比例。【结果】1)当土壤镉浓度在0 4 mg/kg时,水稻各营养器官和糙米、精米中镉含量随土壤镉浓度增高而显著增加,但当土壤中镉浓度4 mg/kg时,糙米和精米中镉含量增加不显著。未施硒(Se0)时,Cd2(4 mg/kg)和Cd3(8mg/kg)处理糙米中镉含量分别为0.221 mg/kg和0.234 mg/kg,分别是Cd0处理的15.8和16.7倍,均超过我国国家食品安全标准中稻米镉的限量(0.2 mg/kg),精米镉含量未超过国家食品安全规定的限量,Cd3处理精米中镉含量最高,为0.174 mg/kg。2)相同镉浓度下,随着硒浓度的增加,水稻各营养器官和糙米、精米的镉含量和镉积累量均显著下降,糙米和精米的镉含量均低于我国国家食品安全规定的稻米镉限量,且Se2(0.14 mg/kg)处理优于Se1(0.07 mg/kg)处理。其中Cd1(2 mg/kg)浓度时,Se2处理的精米镉含量下降幅度最大,比Se0降低31.5%(P0.01)。3)镉在各器官中的分配比例为根系茎鞘稻谷叶片。随着硒浓度的增加,镉在根系中的分配比例增加,在地上部的分配比例减少,在稻壳中的分配比例增加,在精米中的分配比例下降。在Cd1浓度时,根系镉分配比例范围为60.9%67.8%,稻谷镉分配比例为12.6%13.8%;Se2处理稻壳中镉分配比例比Se0增加5.2个百分点,而精米中镉分配比例则下降了6.2个百分点。4)相同镉浓度下,随着硒浓度的增加,植株各营养器官干物重均增加,Se2处理对干物重的影响优于Se1处理。Cd1、Cd2和Cd3浓度下,Se2处理比Se0处理稻谷干物重分别增加了6.4%(P0.01)、5.2%(P0.05)和11.3%(P0.01)。【结论】施硒可降低镉污染土壤上水稻各营养器官和糙米、精米的镉含量,并能显著降低精米中镉的分配比例,保证稻米的食用安全性,尤其在Cd加入量为2mg/kg土浓度下,施硒效果最显著,以施Se量为0.07 mg/kg处理的效果最好。     

小盐芥 TsPIP1;1 与 TsTIP1;1 基因增强转基因水稻耐盐性

【目的】为更好地了解植物水通道蛋白盐胁迫下的调节作用,对小盐芥质膜内在蛋白TsPIP1;1及液泡膜内在蛋白TsTIP1;1在转基因水稻中的盐胁迫生理响应机制进行探究,旨在为水通道蛋白在耐盐作物分子改良育种中的应用提供理论支撑。【方法】以野生型 (WT) 与 T3 代转 TsPIP1;1 及 TsTIP1;1 基因水稻为材料,进行了水培试验,并设置了 0、100、200 mmol/L NaCl 处理。处理一周后,分别测定水稻的光合参数、株高、生物量、相对含水量、失水率及钾、钠含量。【结果】在盐胁迫处理下,与野生型相比,转基因水稻的生物量和含水量明显增加,渗透势和失水率显著降低。转 TsPIP1;1 及 TsTIP1;1 基因水稻根部及地上部的 Na+ 含量都显著降低,K+ 在转基因株系中的累积显著高于野生型,降低了体内 Na+/K+ 比,并且能够保持更强的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率及水分利用效率。在 200 mmol/L NaCl 处理下,与野生型相比,TsTIP-5、TsTIP-7 及 TsPIP-19 的株高分别高出 8.2%、11.6%、4.9%;单株干重分别高出 17.9%、23.9%、16.9%;地上部 Na+/K+ 比分别降低 24.3%、24.4%、24.8%;根部 Na+/K+ 比分别降低 29.6%、27.5%、32.4%;渗透势分别显著降低了 18.3%、19.4%、30.3%;相对含水量分别增加了 5.8%、5.5%、5.4%;净光合速率分别增加了50.4%、 78.5%、56.2%。【结论】TsPIP1;1 及 TsTIP1;1 增强了转基因水稻的光合呼吸作用,通过降低植物体内 Na+/K+ 比,参与植物细胞的渗透调节,提高了细胞持水能力,促进转基因水稻的生长发育,增强了水稻的耐盐性。     

硒对水稻光合作用及抗氧化作用的影响

硒是植物非必需营养元素,但是适量的硒对植物生长有着促进作用。通过研究硒对水稻光合作用及抗氧化作用的影响为硒对水稻生长的促进作用提供依据。采用盆栽试验,研究不同施硒浓度(0~5 mg/kg)对水稻产量、硒含量、叶绿素含量、光合参数、抗氧化酶活性及细胞膜透性的影响。结果表明,施硒显著提高了水稻产量,在1.0和5.0 mg/kg施硒水平较对照(不施硒)分别增产20.8%和28.8%。施硒提高了水稻谷壳、大米、秸秆及根中硒的含量。施硒对水稻叶绿素a和叶绿素b含量影响不大,但在5.0 mg/kg施硒水平上显著增加了水稻类胡萝卜素含量。施硒显著增加了叶片胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率和光合速率,最高增幅分别为28.4%、26.1%及25.0%。施硒显著降低了水稻叶片离子渗漏量及相对电导膜透性。施硒显著增加了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,最高增幅分别为101.2%、23.4%和64.3%。试验结果表明,硒能增强水稻的光合作用及抗氧化作用,从而达到了促进水稻生长的效果。     

Foliar application of zinc promotes cadmium absorption by increasing expression of cadmium transporter genes and activities of antioxidative enzymes in winter wheat

Cadmium (Cd) is a deleterious non-essential metal in plants.To elucidate the mechanisms by which zinc (Zn) application alleviates cadmium (Cd)toxicity in wheat,we characterized plant growth,antioxidant system,leaf cell ultrastructure,and Cd transporter gene expression in winter wheat under Cd exposure (50μmol L^-1Cd) with foliar Zn application in a hydroponic experiment.Results showed that Zn addition (Zn+Cd) or pretreatment (pre-Zn+Cd) at 2 g L^-1as Zn SO₄·7H_...